Tipos de finalidade e classificação das caldeiras. Sala de caldeiras Que tipos de salas de caldeiras existem?

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O vapor de água é utilizado em motores a vapor, centrais a vapor de centrais térmicas, em instalações tecnológicas de empresas, em sistemas de aquecimento, ventilação e abastecimento de água quente de edifícios industriais, públicos e residenciais. Água quente - principalmente nos sistemas de aquecimento e ventilação dos edifícios, bem como para satisfazer as necessidades sanitárias da produção e da população. Às vezes - para fornecer calor aos consumidores de processamento. Em muitos casos, o vapor ou a água quente produzida nas caldeiras é utilizada como refrigerante para fornecer calor aos pontos de aquecimento, denominados pontos de aquecimento central (CHP), nos quais são instalados trocadores de calor (recuperativo ou de mistura) para aquecer a água que circula entre as centrais. ponto de aquecimento e os consumidores a eles ligados (circuitos de circuito duplo). Também é possível ligar consumidores a estações de aquecimento central através de pontos de aquecimento adicionais (salas de caldeiras) para fornecer calor a consumidores individuais ou grupos de consumidores (esquemas de três circuitos). Para mais detalhes, consulte [9].

O vapor e a água quente nas caldeiras, com exceção das caldeiras com reatores nucleares, são obtidos a partir do calor do combustível orgânico queimado em unidades especiais denominadas caldeiras de vapor, aquecimento de água e aquecimento de água a vapor, respectivamente.

Dependendo da sua finalidade, as caldeiras dividem-se em energia, industrial, aquecimento industrial, caldeiras do sector de utilidade pública (KBS) ou habitação e serviços comunitários (HCS). Estes últimos cobrem as necessidades de calor da habitação e dos serviços comunitários, principalmente para aquecimento e abastecimento de água quente. As caldeiras de energia são projetadas para fornecer vapor a geradores turboelétricos de usinas termelétricas (UTEs) e motores a vapor. A casa da caldeira de energia é parte integrante da central térmica. As caldeiras industriais fornecem vapor e água quente para processar consumidores e sistemas de aquecimento, ventilação, ar condicionado e abastecimento de água quente.

Na indústria, os grandes consumidores tecnológicos de vapor são evaporação, destilação, retificação, plantas de secagem, reatores químicos, instalações para purificação por sorção-dessorção de gás natural a partir de sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono, máquinas de lavar, prensas, banhos aquecidos de linhas galvânicas, máquinas para laminação (revestimento com filmes poliméricos) de papel, etc.

Na tabela A Tabela 1.1 mostra algumas características do consumo de calor de empresas de diversos setores [2].

As caldeiras de aquecimento industrial destinam-se à geração de vapor ou água quente, utilizada tanto na produção como no aquecimento de edifícios industriais, administrativos e outros no território do empreendimento, bem como no aquecimento e fornecimento de água quente a zonas residenciais próximas.

As caldeiras a vapor são mais frequentemente instaladas em caldeiras de aquecimento industrial e industrial. As caldeiras de aquecimento produzem principalmente água quente destinada ao aquecimento de edifícios e à satisfação das necessidades domésticas da população. Portanto, tanto as caldeiras a vapor quanto as de água quente são utilizadas no aquecimento de caldeiras. Nas modernas estações de fornecimento de calor para habitação e serviços comunitários existem principalmente caldeiras de aquecimento de água. E as caldeiras a vapor aí disponíveis servem para cobrir as necessidades próprias da estação, principalmente para fornecer vapor à indústria do óleo combustível (nas caldeiras a gás, o óleo combustível é utilizado como combustível de reserva ou de emergência). Uma direção promissora é o uso de caldeiras combinadas de aquecimento de vapor e água em caldeiras de aquecimento. Nos últimos dez anos, caldeiras autônomas montadas no telhado e modulares em bloco, casas de aquecimento a vapor e água também se espalharam. As caldeiras modulares em bloco são instaladas de fábrica e entregues no local de instalação já montadas. Para colocá-los em operação, basta instalá-los após a entrega, conectá-los aos consumidores e à fonte de abastecimento de combustível e realizar os trabalhos de comissionamento na forma prescrita.

Os principais diagramas térmicos de uma planta de caldeira a vapor e água quente são mostrados na Fig. 1.1 e 1.2.

Dependendo do número de consumidores ligados à fonte de fornecimento de calor da habitação e dos serviços comunitários, distinguem-se as caldeiras distritais, de grupo e individuais [1]. As caldeiras distritais e de grupo localizam-se, via de regra, em edifícios separados. Individual - geralmente em porões ou telhados de edifícios aquecidos. Caldeiras autônomas automatizadas em telhados que funcionam com gás natural se espalharam apenas nos últimos anos.

Arroz. 1.1. Diagrama térmico esquemático de uma caldeira a vapor

1 – unidades caldeiras; 2 – coletor de vapor vivo; 3 – unidade de redução; 4 – coletor de vapor R= 0,6 MPa; 5 – coletor de vapor R= 0,3…0,12 MPa; 6 – separador de sopro contínuo; 7 – aquecedores de água a vapor; 8 – resfriadores de condensado após aquecedores de água a vapor; 9 – desaerador térmico; 10 – resfriador de vapor; 11 – esquentador; 12 – aquecedor de água a vapor; 13 – dispositivo de tratamento químico de água; 14 – bombas de alimentação acionadas eletricamente; 15 – bombas de alimentação de vapor; 16 – bombas de rede; 17 – bomba de reposição;

simbologia das tubulações: T1 – água quente fornecida para aquecimento e ventilação (AT); T2 – água de retorno do sistema de aquecimento; T21 – reversão, após aquecimento no resfriador de condensado (OK); T3 – abastecimento de água quente sanitária, abastecimento; T4 – água de retorno da rede de abastecimento de água quente; T5 – água quente para necessidades tecnológicas; T6 - água de retorno após necessidades tecnológicas; T61 – retorno da água após OK; T71 – vapor da caldeira; T73 – emparelhamento após o dispositivo redutor ( R= 0,3...0,12MPa); T72 – par após redução ( R= 0,6MPa); T74 – vapor proveniente do separador de sopro contínuo; T79 – vapor do desaerador; T81 – condensado em R= 0,6 MPa; T82 – condensado em R= 0,2 MPa; T84 – condensado de produção; T91 – água de alimentação; T92 – sopro contínuo; T93 – água de purga após evaporação; B1 – água bruta proveniente do abastecimento de água; B20 – água após tratamento químico da água

Arroz. 1.2. Diagrama térmico esquemático de uma caldeira de água quente

1 – caldeira de água quente; 2 – bomba de rede; 3 – bomba de recirculação; 4 – regulador de recirculação; 5 – regulador de temperatura da água de abastecimento; 6 – desaerador a vácuo; 7 – resfriador de vapor desaerador; 8 – trocador de calor água-água; 9 – bomba de água purificada quimicamente; 10 – ejetor gás-água; 11 – tanque de abastecimento de água de trabalho; 12 – bomba de água bruta; 13 – trocador de calor-aquecedor de água bruta; 14 – bomba de transferência; 15 – tanque de armazenamento de água de reposição; 16 – bomba de reposição; 17 – regulador de temperatura da água na frente do desaerador; a, b – fornecimento e retorno de água quente da produção; c – água bruta da torneira; d – retorno de água da rede

Uma caldeira (sala de caldeiras) é uma estrutura na qual o fluido de trabalho (refrigerante) (geralmente água) é aquecido para um sistema de aquecimento ou fornecimento de vapor, localizado em uma sala técnica. As caldeiras são conectadas aos consumidores por meio de redes de aquecimento e/ou tubulações de vapor. O dispositivo principal de uma sala de caldeira é uma caldeira a vapor, flamotubular e/ou água quente. As caldeiras são usadas para fornecimento centralizado de calor e vapor ou fornecimento local de calor para edifícios.

Uma caldeira é um conjunto de dispositivos localizados em salas especiais e utilizados para converter a energia química do combustível em energia térmica de vapor ou água quente. Seus principais elementos são uma caldeira, um dispositivo de combustão (forno), dispositivos de alimentação e tiragem. Em geral, uma instalação de caldeira é uma combinação de caldeira(s) e equipamento, incluindo os seguintes dispositivos: fornecimento e combustão de combustível; purificação, preparação química e desaeração de água; trocadores de calor para diversos fins; bombas de água de origem (bruta), rede ou circulação - para circulação de água no sistema de aquecimento, make-up - para reposição de água consumida pelo consumidor e vazamentos em redes, bombas de alimentação para abastecimento de água a caldeiras a vapor, recirculação (mistura); tanques de nutrientes, tanques de condensação, tanques de armazenamento de água quente; ventiladores e dutos de ar; exaustores de fumaça, caminho de gás e chaminé; dispositivos de ventilação; sistemas de regulação automática e segurança da combustão de combustíveis; escudo térmico ou painel de controle.

Uma caldeira é um dispositivo de troca de calor no qual o calor dos produtos quentes da combustão do combustível é transferido para a água. Como resultado, a água é convertida em vapor nas caldeiras a vapor e aquecida até a temperatura necessária nas caldeiras de água quente.

O dispositivo de combustão é usado para queimar combustível e converter sua energia química em calor de gases aquecidos.

Os dispositivos de alimentação (bombas, injetores) são projetados para fornecer água à caldeira.

O dispositivo de tiragem é composto por ventiladores, sistema de dutos gás-ar, exaustores de fumaça e chaminé, que garantem o fornecimento da quantidade necessária de ar à fornalha e a movimentação dos produtos da combustão pelas chaminés da caldeira, bem como sua remoção para a atmosfera. Os produtos da combustão, passando pelas chaminés e entrando em contato com a superfície de aquecimento, transferem calor para a água.

Para garantir um funcionamento mais econômico, os modernos sistemas de caldeiras possuem elementos auxiliares: um economizador de água e um aquecedor de ar, que servem para aquecer água e ar, respectivamente; dispositivos para abastecimento de combustível e remoção de cinzas, para limpeza de gases de combustão e água de alimentação; dispositivos de controle térmico e equipamentos de automação que garantem o funcionamento normal e ininterrupto de todas as partes da sala das caldeiras.

Dependendo da utilização do calor, as caldeiras são divididas em energia, aquecimento e industrial e aquecimento.

As caldeiras de energia fornecem vapor para usinas a vapor que geram eletricidade e geralmente fazem parte de um complexo de usinas. As caldeiras industriais e de aquecimento são encontradas em empresas industriais e fornecem calor para sistemas de aquecimento e ventilação, abastecimento de água quente para edifícios e processos de produção. O aquecimento de caldeiras resolve os mesmos problemas, mas atende edifícios residenciais e públicos. Eles são divididos em independentes, interligados, ou seja, adjacente a outros edifícios e embutido em edifícios. Recentemente, cada vez com mais frequência, casas de caldeiras ampliadas separadas estão sendo construídas com a expectativa de atender um grupo de edifícios, uma área residencial ou um microdistrito.

Atualmente, a instalação de caldeiras embutidas em edifícios residenciais e públicos só é permitida com a devida justificação e acordo com as autoridades de fiscalização sanitária.

As caldeiras de baixa potência (individuais e de pequeno grupo) geralmente consistem em caldeiras, bombas de circulação e alimentação e dispositivos de tiragem. Dependendo deste equipamento, são determinadas principalmente as dimensões da sala da caldeira.

2. Classificação das instalações de caldeiras

As instalações de caldeiras, dependendo da natureza dos consumidores, dividem-se em energia, produção e aquecimento e aquecimento. De acordo com o tipo de refrigerante produzido, eles são divididos em vapor (para geração de vapor) e água quente (para produção de água quente).

As caldeiras produzem vapor para turbinas a vapor em usinas termelétricas. Essas caldeiras são geralmente equipadas com unidades de caldeiras de alta e média potência que produzem vapor com parâmetros aumentados.

Os sistemas de caldeiras de aquecimento industrial (geralmente a vapor) produzem vapor não apenas para necessidades industriais, mas também para aquecimento, ventilação e abastecimento de água quente.

Os sistemas de caldeiras de aquecimento (principalmente água quente, mas também podem ser a vapor) são projetados para atender sistemas de aquecimento em instalações industriais e residenciais.

Dependendo da escala de fornecimento de calor, as caldeiras de aquecimento são locais (individuais), de grupo e distritais.

As caldeiras locais são geralmente equipadas com caldeiras de água quente que aquecem água a uma temperatura não superior a 115 °C ou caldeiras a vapor com pressão de trabalho de até 70 kPa. Essas caldeiras são projetadas para fornecer calor a um ou mais edifícios.

Os sistemas de caldeiras de grupo fornecem calor a grupos de edifícios, áreas residenciais ou pequenos bairros. Estão equipados com caldeiras de vapor e de água quente com maior capacidade de aquecimento do que as caldeiras das caldeiras locais. Essas salas de caldeiras geralmente estão localizadas em edifícios separados especialmente construídos.

As caldeiras de aquecimento urbano são utilizadas para fornecer calor a grandes áreas residenciais: são equipadas com caldeiras de água quente ou vapor relativamente potentes.

Arroz. 1.

Arroz. 2.

Arroz. 3.

Arroz. 4.

É habitual mostrar convencionalmente elementos individuais de um diagrama esquemático de instalação de caldeira na forma de retângulos, círculos, etc. e conecte-os entre si com linhas (sólidas, pontilhadas), indicando uma tubulação, linhas de vapor, etc. Existem diferenças significativas nos diagramas básicos de caldeiras de aquecimento a vapor e água. Uma caldeira a vapor (Fig. 4, a) composta por duas caldeiras a vapor 1, equipadas com economizadores individuais de água 4 e ar 5, inclui um coletor de cinzas coletivo 11, ao qual os gases de combustão são aproximados através de um coletor de coleta 12. Para sucção na chaminé 9 são instalados gases de combustão na zona entre o colector de cinzas 11 e os exaustores de fumos 7 com motores eléctricos 8. Para o funcionamento da sala das caldeiras sem exaustores de fumos são instalados registos 10.

O vapor das caldeiras através de linhas de vapor separadas 19 entra na linha de vapor comum 18 e através dela para o consumidor 17. Tendo cedido calor, o vapor condensa e retorna através da linha de condensado 16 para a sala da caldeira no tanque coletor de condensação 14. Através na tubulação 15, água adicional do abastecimento de água ou tratamento químico da água é fornecida ao tanque de condensação (para compensar o volume não devolvido pelos consumidores).

No caso em que parte do condensado é perdida do consumidor, uma mistura de condensado e água adicional é fornecida do tanque de condensação pelas bombas 13 através da tubulação de abastecimento 2, primeiro para o economizador 4 e depois para a caldeira 1. O o ar necessário para a combustão é aspirado pelos ventiladores centrífugos 6 parcialmente da sala das caldeiras, parcialmente do exterior e através dos dutos de ar 3, é fornecido primeiro aos aquecedores de ar 5 e depois aos fornos das caldeiras.

A instalação da caldeira de aquecimento de água (Fig. 4, b) é composta por duas caldeiras de aquecimento de água 1, um grupo economizador de água 5, servindo ambas as caldeiras. Os gases de combustão que saem do economizador pelo duto de coleta comum 3 entram diretamente na chaminé 4. A água aquecida nas caldeiras entra na tubulação comum 8, de onde é fornecida ao consumidor 7. Depois de liberar calor, a água resfriada pelo retorno a tubulação 2 é enviada primeiro para o economizador 5 e depois novamente para as caldeiras. A água é movimentada em circuito fechado (caldeira, consumidor, economizador, caldeira) por bombas de circulação 6.

Arroz. 5.: 1 - bomba de circulação; 2 - fornalha; 3 - superaquecedor a vapor; 4 - tambor superior; 5 - esquentador; 6 - aquecedor de ar; 7 - chaminé; 8 - ventilador centrífugo (exaustor de fumaça); 9 - ventilador para fornecer ar ao aquecedor de ar

Na Fig. A Figura 6 mostra o diagrama de uma unidade de caldeira com caldeira a vapor possuindo um tambor superior 12. Na parte inferior da caldeira há uma fornalha 3. Para queimar combustível líquido ou gasoso, são utilizados bicos ou queimadores 4, através dos quais o combustível junto com ar é fornecido à fornalha. A caldeira é delimitada por paredes de tijolo - forro 7.

Na queima do combustível, o calor liberado aquece a água até ferver nas telas tubulares 2 instaladas na superfície interna da fornalha 3 e garante sua transformação em vapor d'água.

Figura 6.

Os gases de combustão da fornalha entram nas condutas da caldeira, formadas por forros e divisórias especiais instaladas nos feixes de tubos. Ao se movimentarem, os gases lavam os feixes de tubulações da caldeira e do superaquecedor 11, passam pelo economizador 5 e pelo aquecedor de ar 6, onde também são resfriados devido à transferência de calor para a água que entra na caldeira e o ar fornecido para a fornalha. Em seguida, os gases de combustão significativamente resfriados são removidos através da chaminé 19 para a atmosfera usando um exaustor de fumaça 17. Os gases de combustão podem ser retirados da caldeira sem exaustor de fumos sob a influência da tiragem natural criada pela chaminé.

A água da fonte de abastecimento de água através da tubulação de abastecimento é fornecida pela bomba 16 ao economizador de água 5, de onde, após aquecimento, entra no tambor superior da caldeira 12. O enchimento do tambor da caldeira com água é controlado por um indicador de água vidro instalado no tambor. Neste caso, a água evapora e o vapor resultante é coletado na parte superior do tambor superior 12. Em seguida, o vapor entra no superaquecedor 11, onde devido ao calor dos gases de combustão é completamente seco e sua temperatura aumenta.

Do superaquecedor 11, o vapor entra na linha de vapor principal 13 e daí para o consumidor, e após o uso é condensado e retornado à sala da caldeira na forma de água quente (condensado).

As perdas de condensado do consumidor são repostas com água do abastecimento de água ou de outras fontes de abastecimento de água. Antes de entrar na caldeira, a água é submetida a um tratamento adequado.

O ar necessário à combustão do combustível é retirado, via de regra, do topo da sala da caldeira e fornecido pelo ventilador 18 ao aquecedor de ar 6, onde é aquecido e posteriormente enviado para a fornalha. Em caldeiras de pequena capacidade, geralmente não há aquecedores de ar, e o ar frio é fornecido à fornalha por meio de um ventilador ou pelo vácuo na fornalha criado pela chaminé. As instalações de caldeiras estão equipadas com dispositivos de tratamento de água (não apresentados no diagrama), instrumentos de controlo e medição e equipamentos de automação adequados, o que garante o seu funcionamento ininterrupto e fiável.

Arroz. 7.

Para a instalação correta de todos os elementos da sala da caldeira, utilize um diagrama de fiação, cujo exemplo é mostrado na Fig. 9.

Arroz. 9.

Os sistemas de caldeiras de água quente são projetados para produzir água quente utilizada para aquecimento, abastecimento de água quente e outros fins.

Para garantir o funcionamento normal, as caldeiras com caldeiras de água quente estão equipadas com os acessórios, instrumentação e equipamentos de automação necessários.

Uma caldeira de água quente possui um refrigerante - água, em contraste com uma caldeira a vapor, que possui dois refrigerantes - água e vapor. Nesse sentido, a sala da caldeira a vapor deve possuir tubulações separadas para vapor e água, bem como tanques para coleta de condensado. No entanto, isso não significa que os circuitos das caldeiras de água quente sejam mais simples que os de vapor. As caldeiras de aquecimento de água e a vapor variam em complexidade dependendo do tipo de combustível utilizado, do projeto das caldeiras, fornos, etc. Os sistemas de caldeiras de aquecimento a vapor e de água geralmente incluem várias unidades de caldeira, mas não menos que duas e não mais que quatro ou cinco. Todos eles estão conectados por comunicações comuns - gasodutos, gasodutos, etc.

O projeto das caldeiras de menor potência é apresentado a seguir no parágrafo 4 deste tópico. Para melhor compreender a estrutura e os princípios de funcionamento das caldeiras de diferentes potências, é aconselhável comparar a estrutura destas caldeiras menos potentes com a estrutura das caldeiras de maior potência descritas acima, e encontrar nelas os principais elementos que desempenham as mesmas funções. , bem como compreender as principais razões das diferenças de design.

3. Classificação das unidades caldeiras

As caldeiras como dispositivos técnicos para a produção de vapor ou água quente distinguem-se por uma variedade de formas de design, princípios de funcionamento, tipos de combustível utilizados e indicadores de produção. Mas de acordo com o método de organização do movimento da mistura água e vapor-água, todas as caldeiras podem ser divididas nos dois grupos a seguir:

Caldeiras com circulação natural;

Caldeiras com movimentação forçada do refrigerante (água, mistura vapor-água).

Nas modernas caldeiras de aquecimento e aquecimento industrial, as caldeiras com circulação natural são usadas principalmente para produzir vapor, e as caldeiras com movimento forçado do refrigerante operando no princípio de fluxo direto são usadas para produzir água quente.

As modernas caldeiras a vapor de circulação natural são constituídas por tubos verticais localizados entre dois coletores (tambores superior e inferior). Seu dispositivo é mostrado no desenho da Fig. 10, fotografia do tambor superior e inferior com os tubos que os conectam - na Fig. 11, e a colocação na sala da caldeira é mostrada na Fig. 12. Uma parte dos tubos, chamada de “tubos riser” aquecidos, é aquecida pela tocha e pelos produtos de combustão, e a outra, geralmente parte não aquecida dos tubos, está localizada fora da unidade da caldeira e é chamada de “tubos de descida”. Nos tubos de elevação aquecidos, a água é aquecida até ferver, evapora parcialmente e entra no tambor da caldeira na forma de uma mistura vapor-água, onde é separada em vapor e água. Através do abaixamento de tubos não aquecidos, a água do tambor superior entra no coletor inferior (tambor).

A movimentação do refrigerante nas caldeiras com circulação natural é realizada devido à pressão motriz criada pela diferença nos pesos da coluna d'água nas tubulações de descida e da coluna de mistura vapor-água nas tubulações de subida.

Arroz. 10.

Arroz. onze.

Arroz. 12.

Nas caldeiras a vapor com circulação forçada múltipla, as superfícies de aquecimento são feitas em forma de serpentinas que formam circuitos de circulação. A movimentação da mistura água e vapor-água nesses circuitos é realizada por meio de uma bomba de circulação.

Nas caldeiras a vapor de fluxo direto, a taxa de circulação é unitária, ou seja, A água de alimentação, ao ser aquecida, transforma-se sucessivamente em uma mistura vapor-água, vapor saturado e vapor superaquecido.

Nas caldeiras de água quente, a água que se move ao longo do circuito de circulação é aquecida em uma revolução, da temperatura inicial à final.

Com base no tipo de refrigerante, as caldeiras são divididas em caldeiras de água quente e caldeiras a vapor. Os principais indicadores de uma caldeira de água quente são a potência térmica, ou seja, a potência de aquecimento e a temperatura da água; Os principais indicadores de uma caldeira a vapor são a produção de vapor, pressão e temperatura.

As caldeiras de água quente, cuja finalidade é obter água quente com parâmetros especificados, são utilizadas para fornecer calor a sistemas de aquecimento e ventilação, consumidores domésticos e tecnológicos. As caldeiras de água quente, normalmente operando no princípio de fluxo direto com fluxo constante de água, são instaladas não apenas em usinas termelétricas, mas também em aquecimento urbano, bem como em caldeiras de aquecimento e industriais como principal fonte de fornecimento de calor.

Arroz. 13.

Arroz. 14.

Com base no movimento relativo dos meios de troca de calor (gases de combustão, água e vapor), as caldeiras a vapor (geradores de vapor) podem ser divididas em dois grupos: caldeiras aquatubulares e caldeiras flamotubulares. Nos geradores de vapor com tubos de água, a água e uma mistura de vapor-água se movem dentro dos tubos e os gases de combustão lavam a parte externa dos tubos. Na Rússia, no século 20, as caldeiras aquatubulares Shukhov eram usadas principalmente. Nos tubos de incêndio, ao contrário, os gases de combustão movem-se dentro dos canos e a água lava os canos para fora.

Com base no princípio da movimentação da mistura água e vapor-água, os geradores de vapor são divididos em unidades com circulação natural e com circulação forçada. Estas últimas são divididas em circulação direta e circulação forçada múltipla.

Exemplos de colocação de caldeiras de diferentes capacidades e finalidades, bem como outros equipamentos, em salas de caldeiras são mostrados na Fig. 14-16.

Arroz. 15.

Arroz. 16. Exemplos de colocação de caldeiras domésticas e outros equipamentos

As instalações de caldeiras, dependendo do tipo de consumidor, dividem-se em energia, produção e aquecimento e aquecimento. De acordo com o tipo de refrigerante produzido, eles são divididos em vapor (para geração de vapor) e água quente (para produção de água quente).

Caldeiras de energia gerar vapor para turbinas a vapor em usinas termelétricas. Essas caldeiras são geralmente equipadas com unidades de caldeiras de alta e média potência que produzem vapor com parâmetros aumentados.

Instalações de caldeiras de aquecimento industrial(geralmente vapor) produzem vapor não apenas para necessidades industriais, mas também para aquecimento, ventilação e abastecimento de água quente.

Sistemas de caldeiras de aquecimento(principalmente água quente, mas também pode ser vapor) destinam-se à manutenção de sistemas de aquecimento, abastecimento de água quente e ventilação de instalações industriais e residenciais.

Dependendo da escala de fornecimento de calor, as caldeiras de aquecimento são divididas em locais (individuais), grupais e distritais.

Caldeiras de aquecimento local geralmente equipados com caldeiras de água quente com aquecimento de água a uma temperatura não superior ou caldeiras a vapor com pressão de trabalho de até. Essas caldeiras são projetadas para fornecer calor a um ou mais edifícios.

Caldeiras de aquecimento em grupo fornecer calor a grupos de edifícios, áreas residenciais ou pequenos bairros. Essas caldeiras estão equipadas com caldeiras de vapor e de água quente, que, em regra, têm uma capacidade de aquecimento superior às caldeiras das caldeiras locais. Essas caldeiras geralmente estão localizadas em edifícios especiais.

Caldeiras de aquecimento urbano projetado para fornecimento de calor a grandes áreas residenciais; eles são equipados com caldeiras de água quente e vapor relativamente potentes.

Arroz. 1.1

Na Fig. 1.1. é mostrado um diagrama de uma caldeira de aquecimento urbano com caldeiras de água quente 1 tipo PTVM-50 com capacidade de aquecimento de 58 MW. As caldeiras podem operar com combustível líquido e gasoso, por isso são equipadas com queimadores e bicos 3 . O ar necessário para a combustão é fornecido ao forno por ventiladores 4 acionados por motores elétricos. Cada caldeira possui 12 queimadores e igual número de ventiladores.

A água é fornecida à caldeira por bombas 5 acionados por motores elétricos. Depois de passar pela superfície de aquecimento, a água é aquecida e fornecida aos consumidores, onde liberta parte do calor e regressa à caldeira a uma temperatura mais baixa. Os gases de combustão da caldeira são removidos para a atmosfera através de uma tubulação 2.

Esta sala das caldeiras tem uma disposição semiaberta: a parte inferior das caldeiras (até aproximadamente 6 m de altura) encontra-se no edifício e a parte superior fica ao ar livre. Dentro da sala da caldeira há ventiladores, bombas e um painel de controle. Um desaerador está instalado no teto da sala da caldeira 6 para remover o oxigênio da água.

Em sistemas de caldeiras com caldeiras a vapor(Fig. 1.2) a caldeira a vapor 4 possui dois tambores - superior e inferior. Os tambores são interligados por três feixes de tubos que formam a superfície de aquecimento da caldeira. Durante o funcionamento da caldeira, o tambor inferior é enchido com água, o tambor superior é enchido com água na parte inferior e com vapor de água saturado na parte superior. No fundo da caldeira existe uma fornalha 2 com grelha mecânica para queima de combustível sólido. Na queima de combustíveis líquidos e gasosos, em vez de grelha, são instalados bicos ou queimadores, por meio dos quais o combustível junto com o ar é fornecido à fornalha. A caldeira é limitada por paredes de tijolo - forro.

O processo de trabalho na sala das caldeiras é o seguinte. O combustível do armazenamento de combustível é fornecido por uma esteira até o bunker, de onde segue para a grelha da fornalha, onde queima. Como resultado da combustão do combustível, são formados gases de combustão - os produtos da combustão queimam.

Os gases de combustão da fornalha entram nas condutas da caldeira, formadas por forros e divisórias especiais instaladas nos feixes de tubos. À medida que se movem, os gases lavam os feixes tubulares da caldeira do superaquecedor 3, passam pelo economizador 5 e pelo aquecedor de ar, onde são resfriados pelo fornecimento de calor à água que entra na caldeira e ao ar fornecido ao forno.

Os gases de combustão resfriados são removidos através da chaminé 7 para a atmosfera por meio de um exaustor de fumaça 8. Os gases de combustão da caldeira podem ser retirados sem exaustor de fumos sob a influência da tiragem natural com chaminé incorporada.

A água da fonte de abastecimento de água para a tubulação de abastecimento é bombeada 1 para o economizador de água, de onde, após aquecimento, entra no tambor superior da caldeira. O enchimento do tambor da caldeira com água é controlado por um indicador de água instalado no tambor.

Arroz. 1.2

Do tambor superior da caldeira, a água desce através dos tubos para o tambor inferior, de onde sobe novamente através do feixe esquerdo de tubos para o tambor superior. Neste caso, a água evapora e o vapor resultante é coletado na parte superior do tambor superior. Em seguida, o vapor entra no superaquecedor 3, onde é completamente seco pelo calor dos gases de combustão, com o que sua temperatura aumenta.

Do superaquecedor, o vapor entra na linha de vapor principal e daí para o consumidor, e após o uso é condensado e retornado à sala da caldeira na forma de água quente (condensado). As perdas de condensado do consumidor são repostas com água do abastecimento de água ou de outras fontes de abastecimento de água. Antes de entrar na caldeira, a água é submetida a um tratamento adequado.

O ar necessário à combustão do combustível é retirado, via de regra, do topo da sala da caldeira e fornecido pelo ventilador 9 ao aquecedor de ar, onde é aquecido e posteriormente enviado para a fornalha. Em caldeiras de pequena capacidade, geralmente não há aquecedores de ar, e o ar frio é fornecido à fornalha por meio de um ventilador ou pelo vácuo na fornalha criado pela chaminé.

Uma caldeira com caldeiras a vapor tem um layout tipo fechado, quando todos os equipamentos principais da sala das caldeiras estão localizados no edifício.

As instalações de caldeiras estão equipadas com dispositivos de tratamento de água (não apresentados no diagrama), instrumentos de controlo e medição e equipamentos de automação adequados, o que garante o seu funcionamento ininterrupto e fiável.

Caldeiras de água quente as instalações são concebidas para produzir água quente utilizada para aquecimento, abastecimento de água quente e outros fins.

Arroz. 1.1 Sala de caldeiras com caldeiras de água quente em ferro fundido 1 tremonha para recolha de cinzas e escórias; 2 raspadores; Guincho de acionamento com 3 raspadores; Coletores de 4 cinzas do tipo ciclone; Exaustor de 5 fumaças; Chaminé de 6 tijolos; 7 caldeiras; Ventilador de 8 sopros; 9-instalação de purificação química de água (filtro); Canal com 10 raspadores para remoção de escória e cinzas

As caldeiras de água quente e vapor diferem dependendo do tipo de combustível utilizado, do projeto das caldeiras, fornos, etc. Uma instalação de caldeira de aquecimento a vapor e a água geralmente inclui várias unidades de caldeira, mas não menos que duas e não mais que quatro ou cinco. Todos eles estão conectados por comunicações comuns - gasodutos, gasodutos, etc.

As usinas que operam com combustível nuclear, cuja matéria-prima é o minério de urânio, estão se tornando cada vez mais difundidas.

Sala de caldeiras é uma estrutura na qual é realizado o aquecimento do combustível de trabalho (principalmente água) para sistemas de aquecimento, fornecimento de vapor e água quente, localizada em uma sala técnica. Os consumidores são conectados à sala das caldeiras por meio de tubulações de vapor e uma rede de aquecimento. O dispositivo mais importante de uma sala de caldeira é uma caldeira a vapor e/ou água quente. A sala das caldeiras é utilizada para fornecimento centralizado de calor e vapor ou para uso local, se esta sala das caldeiras for para uso local (uma casa ou um grupo de casas próximo).

Classificação das caldeiras

Por tipo de posicionamento:

Embutido (em prédio para outra finalidade, em local especialmente equipado);

Localizado separadamente (em prédio separado);

Cobertura (na cobertura de um edifício em estrutura especialmente equipada);

Quadro (grande subconjunto sem estrutura);

B projeto local (modular)(contêiner, em estrutura transportável, etc.);

Anexo (uma estrutura especialmente equipada anexa a outro edifício).

Por tipo de combustível utilizado:

Combustível líquido (óleo diesel, óleo usado, óleo combustível);

Combustível sólido (madeira, turfa, carvão);

Gás;

Combinado.

Por tipo de caldeiras utilizadas:

Vapor;

Tubo de fogo;

Água quente;

Misturado.

Por tipo de carga térmica:

Industrial (água quente de processo, vapor industrial);

Aquecimento (Ventilação, aquecimento, abastecimento de água quente);

Combinado.

As caldeiras podem operar com vários combustíveis, por exemplo, gás natural ou liquefeito, carvão, madeira, óleo combustível, óleo diesel e diversos resíduos industriais. Portanto, nesse sentido, todas as caldeiras são divididas por tipo de combustível de trabalho: gás, combustível líquido, combustível sólido e combinado. As caldeiras a gás são um dos tipos mais populares de caldeiras. O gás é um dos tipos de combustível mais ecológicos e baratos. Mas na hora de instalar este equipamento, o único problema que pode surgir num processo complexo é a obtenção de autorização para utilização de gás para aquecimento e abastecimento de água quente. As caldeiras a gás também são classificadas e podem ser: embutidas, anexas, independentes e montadas no telhado. A potência térmica de uma sala de caldeira depende da potência da caldeira (unidade caldeira), que é selecionada em função da área do objeto aquecido: quanto maior o objeto aquecido, mais potente deve ser a caldeira.

As caldeiras de combustível líquido funcionam principalmente com óleo diesel, mas são mais caras que o gás natural. Mas em casos excepcionais, este tipo de instalação de caldeira é preferível à utilização de gás natural. Além do óleo diesel, podem ser utilizados óleo combustível, petróleo e óleos usados. Nenhuma permissão especial é necessária para instalá-los.

As caldeiras de combustível sólido, por outro lado, funcionam com combustíveis sólidos, como carvão, madeira comprimida e resíduos de madeira. Uma das vantagens mais importantes destas caldeiras é a ausência total da utilização de gás e electricidade, enquanto se utilizar resíduos de madeira, a caldeira paga-se muito rapidamente, apesar de o seu custo ser muito superior aos outros. .

O funcionamento dos equipamentos combinados baseia-se na utilização de dois tipos de combustível: um é o principal e o outro é utilizado como reserva ou emergência. Neste caso, devem existir pelo menos duas caldeiras, equipadas com queimadores combinados gás-diesel que funcionam tanto a gás como a gasóleo. O principal tipo de combustível é geralmente o gás natural. Em caso de interrupção do fornecimento do combustível principal, a sala das caldeiras passa automaticamente a utilizar o reserva, o que significa que o abastecimento de água quente e o aquecimento serão fornecidos ininterruptamente a todos os consumidores.

Cada situação individual e a escolha de um ou outro tipo de sala de caldeiras são consideradas individualmente, de acordo com a qual é selecionada a opção mais adequada.